CN204437223U - 限滑式差速器和具有其的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种限滑式差速器和具有其的汽车，限滑式差速器包括：半轴；套设在半轴上的差速器壳体，差速器壳体的一端设有第一环体，第一环体的内壁面形成为第一摩擦面；套设在半轴上且邻近第一环体的摩擦环，摩擦环朝向第一环体的一端设有内径尺寸大于半轴的径向尺寸且外径尺寸小于第一环体的内径尺寸的第二环体，第二环体的外壁面形成为第二摩擦面，摩擦环沿半轴的轴向在第一位置和第二位置之间可活动，摩擦环位于第一位置时，第二环体伸入第一环体与半轴之间且第二摩擦面的至少一部分止抵第一摩擦面，摩擦环位于第二位置时，第二摩擦面脱离第一摩擦面。本实用新型的限滑式差速器在改变锁紧系数的同时实现了锁紧系数的可控。

Description

限滑式差速器和具有其的汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种限滑式差速器和具有其的汽车。

背景技术

汽车行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等，例如，转弯时内外车轮行程显然不同。即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮。汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不同。即使在平直路面行驶时，由于车轮气压，轮胎负荷，胎面磨损程度不同及制造误差等因素的影响，也会引起左右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。

当驱动桥的左、右车轮刚性连接时，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上出现滑移或滑转。这不仅会加速轮胎磨损和燃料的消耗，而且可能会导致转向和操纵性恶化。

为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足汽车行驶运动学的要求。多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。

普通差速器对于良好路面来说是合适的，但是，当汽车越野行驶或者在泥泞、冰雪路面上行驶，一侧驱动车轮与地面的附着系数很小时，尽管另一侧车轮与地面有良好的附着，其驱动转矩也不得不随着附着系数小的一侧同样的减小，从而无法发挥潜在的牵引力，致使汽车停驶。

为了避免这种情况的出现，汽车上通常会安装限滑差差速器，以防止汽车出现打滑，不能行驶的情况出现。在相关技术中，限滑差速器通常为分为两种结构。一种为摩擦片式差速器，另一种为强制锁止式差速器。

在摩擦片式差速器中，在半轴齿轮后侧增加了摩擦片，增大内摩擦力矩，当传递扭矩时，差速器壳体通过斜面对行星齿轮产生沿行星齿轮轴线方向的轴向力，该轴向力推动行星齿轮使压盘将摩擦片压紧。当左右半轴转速不相等时，主从动摩擦片间产生相对滑转，从而产生摩擦力矩，以提升汽车防滑性能。

在该结构中，锁止系数在增大后就不可再发生变化。因此，在提升汽车防滑性能的同时也降低了汽车转弯时的通过性；并且差速器本身为运转件，很难实现锁紧系数的调整。因此，该结构在锁紧系数的选择上存在一定的缺陷。

强制锁止式差速器主要依靠液压或者气动操纵机构使内、外接合器(既差速锁)啮合，此后差速器壳体与半轴锁紧在一起，使差速器差速功能丧失，这样可以充分利用地面的附着系数，使牵引力达到可能的最大值。该结构限滑差速器结构复杂，对于空间要求高，且成本高，因此基本未应用到轿车行业，多应用于运输车辆。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种限滑式差速器，以解决锁紧系数可以改变和控制的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种限滑式差速器，包括：半轴；差速器壳体，所述差速器壳体套设在所述半轴上，所述差速器壳体的一端设有内径尺寸大于所述半轴的径向尺寸的第一环体，所述第一环体的内壁面形成为第一摩擦面；摩擦环，所述摩擦环套设在所述半轴上且邻近所述第一环体，所述摩擦环的朝向所述第一环体的一端设有内径尺寸大于所述半轴的径向尺寸且外径尺寸小于所述第一环体的内径尺寸的第二环体，所述第二环体的外壁面形成为第二摩擦面，所述摩擦环沿所述半轴的轴向在第一位置和第二位置之间可活动，所述摩擦环位于所述第一位置时，所述第二环体伸入所述第一环体与所述半轴之间且所述第二摩擦面的至少一部分止抵所述第一摩擦面，所述摩擦环位于所述第二位置时，所述第二摩擦面脱离所述第一摩擦面。

进一步的，所述半轴上设有沿其轴向延伸的键槽，所述摩擦环的内壁面设有沿所述半轴的轴向延伸的平键，所述平键相对于所述键槽沿所述半轴的轴向可活动地设在所述键槽内。

进一步的，所述第一摩擦面形成为沿所述半轴的轴向向所述摩擦环所在方向径向尺寸逐渐增大的锥形面，所述第二摩擦面形成为沿所述半轴的轴向向所述差速器壳体所在方向径向尺寸逐渐减小的锥形面。

进一步的，所述半轴的外壁面上设有第一圆台，所述第一圆台绕所述半轴的周向延伸且所述第一圆台的径向尺寸大于所述半轴的径向尺寸，所述第一环体套设在所述第一圆台上，所述摩擦环沿所述半轴的轴向可活动地设在所述第一圆台上。

进一步的，限滑式差速器还包括：拨叉，所述拨叉与所述摩擦环相连以驱动所述摩擦环在第一位置和第二位置之间可切换。

进一步的，限滑式差速器还包括：驱动件，所述驱动件与所述拨叉相连以驱动所述拨叉沿所述半轴的轴向可活动。

进一步的，所述驱动件为液压阀。

进一步的，所述半轴的外壁面上还设有第二圆台，所述第二圆台设在所述第一圆台的远离所述差速器壳体的一端，所述第二圆台绕所述半轴的周向延伸且所述第二圆台的径向尺寸大于所述第一圆台的径向尺寸，所述摩擦环沿所述半轴的轴向可活动地设在所述第二圆台和所述差速器壳体之间。

进一步的，所述第二环体与所述第二圆台之间设有沿所述半轴的轴向可伸缩的弹性件，所述弹性件的两端分别止抵所述第二环体和所述第二圆台。

相对于现有技术，本实用新型所述的限滑式差速器具有以下优势：

本实用新型所述的限滑式差速器，摩擦环具有与差速器壳体的第一摩擦面配合的第二摩擦面，并且摩擦环可以沿半轴的轴向移动，使得锁紧系数可以发生改变，同时还可以实现锁紧系数的可控，提高了汽车的防滑性能，通过性提高。

本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以解决锁紧系数可以改变和控制的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车，包括根据本实用新型的限滑式差速器。

所述汽车与上述限滑式差速器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的限滑式差速器的一个状态示意图；

图2为本实用新型实施例所述的限滑式差速器另一个状态示意图；

图3为本实用新型实施例所述的限滑式差速器的差速器壳体的结构示意图；

图4为图3中所示的差速器壳体的轴向剖面图；

图5为本实用新型实施例所述的限滑式差速器的摩擦环的结构示意图；

图6为图5中所示的摩擦环的轴向剖面图；

图7为本实用新型实施例所述的限滑式差速器的拨叉的结构示意图。

附图标记说明：

100-限滑式差速器，

1-差速器壳体，11-第一环体，12-第一摩擦面，

2-摩擦环，21-第二环体，22-第二摩擦面，23-平键，

3-半轴，31-第一圆台，32-第二圆台；

4-拨叉，

5-弹性件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1至图7所示，根据本实用新型实施例的限滑式差速器100包括差速器壳体1、半轴3和摩擦环2。

具体而言，差速器壳体1套设在半轴3上，差速器壳体1的一端设有第一环体11，第一环体11的内径尺寸大于半轴3的径向尺寸。第一环体11的内壁面形成为第一摩擦面12。摩擦环2套设在半轴3上并且邻近第一环体11。摩擦环2的朝向第一环体11的一端设有第二环体21，第二环体21的内径尺寸大于半轴3的径向尺寸，并且第二环体21的外径尺寸小于第一环体11的内径尺寸。第二环体21的外壁面形成为第二环摩擦面22。

摩擦环2沿半轴3的轴向在第一位置和第二位置之间可以活动。具体而言，当摩擦环2位于第二位置时，第二环摩擦面22脱离第一摩擦面12。当摩擦环2位于第一位置时，第二环体21伸入第一环体11与半轴3之间并且第二环摩擦面22的至少一部分止抵第一摩擦面12。

也就是说，当摩擦环2位于第一位置时，第二环摩擦面22可以完全止抵第一摩擦面12，也可以部分止抵第一摩擦面12。根据本实用新型实施例的限滑式差速器100可以为以上两种情况中的任意一种。

当第一位置为第二环摩擦面22完全止抵第一摩擦面12的位置时，摩擦环2可以在第二环摩擦面22与第一摩擦面12完全接触的位置以及完全脱开的位置之间移动。当第一位置为第二环摩擦面22部分止抵第一摩擦面12的位置时，摩擦环2可以在第二环摩擦面22与第一摩擦面12部分接触的位置以及完全脱开的位置之间移动。两种情况相比而言，摩擦环2在前者中的可移动距离大于后者中的可移动距离。

当第一摩擦面12止抵第二环摩擦面22时，两者之间可以摩擦，从而在差速器壳体1与半轴3之间产生摩擦力矩。当摩擦环2沿半轴3的轴向移动时，第一摩擦面12与第二环摩擦面22的止抵面积，即摩擦面积发生变化，即两者之间的摩擦力矩可以发生变化。由此，可以改变限滑式差速器100的锁紧系数。通过控制第一摩擦面12与第二环摩擦面22之间的止抵面积可以使锁紧系数实现可控。

具体而言，当摩擦环2从第二位置向第一位置移动的过程中，第一摩擦面12与第二环摩擦面22之间的摩擦面积增大，产生的摩擦力矩增大，即锁紧力矩越大，锁紧系数由此变大；反之，则锁紧系数变小。当摩擦环2位于第一位置时，锁紧系数达到最大值，限滑能力最强；当摩擦环2位于第二位置时，锁紧系数达到最小值，即零。此时，限滑式差速器100可以变成开放式差速器。

根据本实用新型实施例的限滑式差速器100，在改变差速器锁紧系数的同时，能够实现锁紧系数的可控，提升了各种工况下的汽车通过性；该种限滑式差速器100结构简单稳定，对空间要求低，是一种可以较少的成本实现高限滑性能的差速器。

参照图1和图6所示，摩擦环2套设在半轴3上，摩擦环2的内壁面设有平键23，半轴3上设有键槽，平键23沿和键槽分别沿半轴3的轴向延伸。平键23相对于键槽沿半轴3的轴向可活动地设在键槽内。由此，摩擦环2相对于半轴3可沿半轴3的轴向移动，但不可沿半轴3的周向转动，摩擦环2与半轴3在周向上实现固定。当摩擦环2沿半轴3的轴向移动时，第一摩擦面12与第二环摩擦面22之间的摩擦面积可以发生变化，进而实现限滑式差速器100的锁紧系数的改变。

如图4所示，第一摩擦面12形成为锥形面，该锥形面的径向尺寸沿半轴3的轴向向摩擦环2所在方向逐渐增大，即第一摩擦面12形成为开口逐渐增大的喇叭形。如图6所示，第二环摩擦面22形成为锥形面。该锥形面的径向尺寸沿半轴3的轴向向差速器壳体1所在方向逐渐减小。即第二环摩擦面22形成为缩口形结构。由此，第一摩擦面12与第二环摩擦面22的结构适配性好。

其中，差速器壳体1的锥形面(第一摩擦面12)和摩擦环2的锥形面(第二环摩擦面22)的锥面角度和长度可以根据具体需求详细设计，以更好的实现锁紧系数的调控。同时，第一摩擦面12与第二环摩擦面22的摩擦系数可以根据需要进行设置。如图6所示，第二环体21的外周面上可以设置摩擦材料层，该摩擦材料层的外表面即形成为第二环摩擦面22，可以根据需要设置不同摩擦系数的摩擦材料层。

如图1和图2所示，半轴3的外壁面上设有第一圆台31，第一圆台31绕半轴3的周向延伸，并且第一圆台31的径向尺寸大于半轴3的径向尺寸。第一环体11套设在第一圆台31上，摩擦环2套设在第一圆台31上，并且沿沿半轴3的轴向可以活动。

进一步地，如图1所示，限滑式差速器100还包括拨叉4。拨叉4与摩擦环2相连，拨叉4可以驱动摩擦环2在第一位置和第二位置之间切换。拨叉4的结构如图7所示。拨叉4具有开口部，开口部插设在摩擦环2的外周。当向拨叉4施加沿半轴3的轴向的力时，拨叉4可以推动或者拉动摩擦环2沿半轴3的轴向向左或向右移动，从而实现锁紧系数的变化。

根据本实用新型的一些实施例，限滑式差速器100还包括驱动件。驱动件与拨叉4相连，驱动件可以驱动拨叉4沿半轴3的轴向活动。当拨叉4在驱动件的带动下沿半轴3的轴向移动时，摩擦环2可以在拨叉4的带动下沿半轴3的轴向发生移动。

可选地，驱动件可以为液压阀。液压阀设在汽车的液压模块上，相应地，变速器壳体上设计有油孔和活塞缸，用于控制拨叉4的移动。液压阀可以与TCU相连，以在TCU的控制下改变液压力的大小，进而控制摩擦环2沿半轴3的轴向移动的距离。

如图1和图2所示，半轴3的外壁面上还设有第二圆台32。第二圆台32设在第一圆台31的远离差速器壳体1的一端。第二圆台32绕半轴3的周向延伸，并且第二圆台32的径向尺寸大于第一圆台31的径向尺寸。摩擦环2套设在第一圆台31上并且沿半轴3的轴向可活动地设在第二圆台32和差速器壳体1之间。

进一步地，第二环体21与第二圆台32之间设有弹性件5，弹性件5沿半轴3的轴向可以伸缩。弹性件5的一端止抵在第二环体21上，弹性件5的另一端止抵在第二圆台32上。具体地，弹性件5的一端连接并且止抵在第二环体21的端面上，弹性件5的另一端连接并止抵在第二圆台32的端面上。可选地，弹性件5可以为弹簧。根据需要，弹性件5可以对摩擦环2施加弹性力。由此，摩擦环2可以在拨叉4和弹性件5的作用下实现轴向移动。

具体而言，在汽车运行过程中，汽车行驶在不同工况下对差速器可能有两种不同的使用要求。当汽车行驶在平整的路面上时，要求差速器为开放式差速器；当汽车行驶在不平的路面或者弯道复杂工况下时，为了防止汽车出现打滑，要求差速器为限滑式差速器100。而根据本实用新型实施例的限滑式差速器100完全可以满足这两种使用要求。

下面结合附图对这两种使用要求下的限滑式差速器100的操作过程和原理进行描述。

当汽车处于复杂路况下时，可以打开液压阀，液压阀控制拨叉4沿半轴3的轴向左移动，拨叉4压紧摩擦环2，并且推动摩擦环2左移，摩擦环2与差速器壳体1接触并逐渐压紧，锁紧力矩随着压紧力的增大不断增大，从而实现主动限滑功能。其中，摩擦环2与差速器壳体1的相对位置关系如图1所示。

根据路况复杂等级的不同，可以通过TCU控制液压阀改变压紧力大小，或者改变不同型号的弹簧等，使摩擦环2沿半轴3的轴向移动的距离发生不同程度的变化，从而使第一摩擦面12与第二环摩擦面22的摩擦面积发生变化，进而使锁紧系数根据需要变成为不同的值，以满足不同的使用要求。

不仅如此，还可以使第一摩擦面12和第二环摩擦面22采用摩擦系数不同的摩擦材料或者不同的摩擦接触面积(单摩擦面和多摩擦面、结合面宽度、接触面所在圆半径)等途径改变压紧系数的大小，使其满足不同的使用要求。

当路况变为普通路况时，关闭液压阀，处于伸长状态的弹性件5对摩擦环2施加向右的拉力作用，摩擦环2受力向后移动，使摩擦环2与差速器壳体1变成脱开状态，如图2所示。在该状态下，摩擦环2与差速器壳体1之间没有摩擦力，锁紧力矩为零，限滑式差速器100变成开放式差速器。

由此，根据本实用新型实施例的限滑式差速器100与TCU控制系统相配合，可以实现差速器限滑的精确控制；同时，根据不同路况可以设置成不同的模式，使汽车在复杂路况时的通过性得到有效的提升。

根据本实用新型实施例的限滑式差速器100，针对相关技术方案的不足，通过特殊的结构设计及合理的布局设计，实现了在改变差速器锁紧系数的同时，使锁紧系数可以调整，提升了汽车在任意工况下的通过性，结构简单稳定，对空间要求低，以较少的成本实现可以主动控制的差速器，提升了整车品质。

根据本实用新型实施例的汽车包括根据本实用新型实施例的限滑式差速器100。由于根据本实用新型实施例的限滑式差速器100具有上述有益的技术效果，因此，根据本实用新型实施例的汽车可以在改变差速器锁紧系数的同时，实现锁紧系数的可控，汽车的防滑性能提高，弯道通过能力大大增强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种限滑式差速器，其特征在于，包括：

半轴；

差速器壳体，所述差速器壳体套设在所述半轴上，所述差速器壳体的一端设有内径尺寸大于所述半轴的径向尺寸的第一环体，所述第一环体的内壁面形成为第一摩擦面；

摩擦环，所述摩擦环套设在所述半轴上且邻近所述第一环体，所述摩擦环朝向所述第一环体的一端设有内径尺寸大于所述半轴的径向尺寸且外径尺寸小于所述第一环体的内径尺寸的第二环体，所述第二环体的外壁面形成为第二环摩擦面，

所述摩擦环沿所述半轴的轴向在第一位置和第二位置之间可活动，所述摩擦环位于所述第一位置时，所述第二环体伸入所述第一环体与所述半轴之间且所述第二环摩擦面的至少一部分止抵所述第一摩擦面，所述摩擦环位于所述第二位置时，所述第二环摩擦面脱离所述第一摩擦面。

2.根据权利要求1所述的限滑式差速器，其特征在于，所述半轴上设有沿其轴向延伸的键槽，所述摩擦环的内壁面设有沿所述半轴的轴向延伸的平键，所述平键相对于所述键槽沿所述半轴的轴向可活动地设在所述键槽内。

3.根据权利要求1所述的限滑式差速器，其特征在于，所述第一摩擦面形成为沿所述半轴的轴向向所述摩擦环所在方向径向尺寸逐渐增大的锥形面，所述第二环摩擦面形成为沿所述半轴的轴向向所述差速器壳体所在方向径向尺寸逐渐减小的锥形面。

4.根据权利要求1所述的限滑式差速器，其特征在于，所述半轴的外壁面上设有第一圆台，所述第一圆台绕所述半轴的周向延伸且所述第一圆台的径向尺寸大于所述半轴的径向尺寸，所述第一环体套设在所述第一圆台上，所述摩擦环沿所述半轴的轴向可活动地设在所述第一圆台上。

5.根据权利要求4所述的限滑式差速器，其特征在于，还包括：拨叉，所述拨叉与所述摩擦环相连以驱动所述摩擦环在第一位置和第二位置之间可切换。

6.根据权利要求5所述的限滑式差速器，其特征在于，还包括：驱动件，所述驱动件与所述拨叉相连以驱动所述拨叉沿所述半轴的轴向可活动。

7.根据权利要求6所述的限滑式差速器，其特征在于，所述驱动件为液压阀。

8.根据权利要求5所述的限滑式差速器，其特征在于，所述半轴的外壁面上还设有第二圆台，所述第二圆台设在所述第一圆台的远离所述差速器壳体的一端，所述第二圆台绕所述半轴的周向延伸且所述第二圆台的径向尺寸大于所述第一圆台的径向尺寸，所述摩擦环沿所述半轴的轴向可活动地设在所述第二圆台和所述差速器壳体之间。

9.根据权利要求8所述的限滑式差速器，其特征在于，所述第二环体与所述第二圆台之间设有沿所述半轴的轴向可伸缩的弹性件，所述弹性件的两端分别止抵所述第二环体和所述第二圆台。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的限滑式差速器。